Substrate specificity of human kallikrein 2 (hK2) as determined by phage display technology.

Human glandular kallikrein 2 (hK2) is a trypsin-like serine protease expressed predominantly in the prostate epithelium. Recently, hK2 has proven to be a useful marker that can be used in combination with prostate specific antigen for screening and diagnosis of prostate cancer. The cleavage by hK2 of certain substrates in the proteolytic cascade suggest that the kallikrein may be involved in prostate cancer development; however, there has been very little other progress toward its biochemical characterization or elucidation of its true physiological role. In the present work, we adapt phage substrate technology to study the substrate specificity of hK2. A phage-displayed random pentapeptide library with exhaustive diversity was generated and then screened with purified hK2. Phages displaying peptides susceptible to hK2 cleavage were amplified in eight rounds of selection and genes encoding substrates were transferred from the phage to a fluorescent system using cyan fluorescent protein (derived from green fluorescent protein) that enables rapid determination of specificity constants. This study shows that hK2 has a strict preference for Arg in the P1 position, which is further enhanced by a Ser in P'1 position. The scissile bonds identified by phage display substrate selection correspond to those of the natural biological substrates of hK2, which include protein C inhibitor, semenogelins, and fibronectin. Moreover, three new putative hK2 protein substrates, shown elsewhere to be involved in the biology of the cancer, have been identified thus reinforcing the importance of hK2 in prostate cancer development.

Paper de l’ Haemophilus influenzae en les exacerbacions de la Malaltia Pulmonar Obstructiva Crònica (MPOC): tipificació molecular i factors de virulència

Objetivos: 1.-Identificar los factores clínicos y microbiológicos que ayuden a predecir la aparición de exacerbaciones en la EPOC. 2.-Diagnóstico y cuantificación de las especies bacterianas aisladas en esputo (fase de exacerbación y estable) .3.- Tipificación genotípica secuencial de las cepas de H. influenzae y P. aeruginosa. 4.- Impacto del tratamiento antibiótico en la aparición de resistencias en estos patógenos. 5.- Diseño: Estudio prospectivo (3 años). Ámbito del estudio: Hospital Universitario de tercer nivel. Pacientes con EPOC grave atendidos en la Consulta Monográfica de EPOC del Servicio de Neumología. Métodos microbiológicos: Cuantificación de la carga bacteriana en muestras respiratorias en fase estable y en exacerbación. Estudio de la sensibilidad “in vitro”. Tipificación molecular (PFGE y MLST) de H. influenzae y P. aeruginosa. Estudio de los genes de virulencia de H. influenzae mediante PCR. Resultados: Desde Febrero de 2010 a Julio de 2011 se han incluido 77 pacientes. Los microorganismos más frecuentemente aislados en fase de exacerbación fueron: P. aeruginosa (29.3%), H. influenzae (15.92%), M. catarrhalis (12.74%), S. pneumoniae (10.19%) y S. aureus (5.10%). En los 88 episodios por P. aeruginosa se detectaron 38 genotipos diferentes. En los 41 episodios por H. influenzae se detectaron 39 genotipos diferentes. El 10% de los episodios fueron polimicrobianos. Los episodios de EAEPOC y de fase estable tuvieron una distribución de microorganismos similar. Sin embargo, cuando se cuantificaron las cargas bacterianas fueron mayores en EAEPOC (intervalo 4x107 -2x108) que en fase estable (intervalo 2x105 -4x107). Conclusiones: El genotipo de las cepas de P. aeruginosa y H. influenzae aisladas en EAEPOC difieren de un paciente a otro, sin embargo la mayoría de los episodios de cada paciente están causados por un genotipo único.

Consensus paper: the role of the cerebellum in perceptual processes.

Various lines of evidence accumulated over the past 30 years indicate that the cerebellum, long recognized as essential for motor control, also has considerable influence on perceptual processes. In this paper, we bring together experts from psychology and neuroscience, with the aim of providing a succinct but comprehensive overview of key findings related to the involvement of the cerebellum in sensory perception. The contributions cover such topics as anatomical and functional connectivity, evolutionary and comparative perspectives, visual and auditory processing, biological motion perception, nociception, self-motion, timing, predictive processing, and perceptual sequencing. While no single explanation has yet emerged concerning the role of the cerebellum in perceptual processes, this consensus paper summarizes the impressive empirical evidence on this problem and highlights diversities as well as commonalities between existing hypotheses. In addition to work with healthy individuals and patients with cerebellar disorders, it is also apparent that several neurological conditions in which perceptual disturbances occur, including autism and schizophrenia, are associated with cerebellar pathology. A better understanding of the involvement of the cerebellum in perceptual processes will thus likely be important for identifying and treating perceptual deficits that may at present go unnoticed and untreated. This paper provides a useful framework for further debate and empirical investigations into the influence of the cerebellum on sensory perception.

The ATPase activity of RecA is needed to push the DNA strand exchange through heterologous regions.

The role of ATP hydrolysis during the RecA-mediated recombination reaction is addressed in this paper. Recent studies indicated that the RecA-promoted DNA strand exchange between completely homologous double- and single-stranded DNA can be very efficient in the absence of ATP hydrolysis. In this work we demonstrate that the energy derived from the ATP hydrolysis is strictly needed to drive the DNA strand exchange through the regions where the interacting DNA molecules are not in a homologous register. Therefore, in addition to the role of the ATP hydrolysis in promoting the dissociation of RecA from the products of the recombination reaction, as described earlier, ATP hydrolysis also plays a crucial role in the actual process of strand exchange, provided that the lack of homologous register obstructs the process of branch migration.

Social Dynamics in Paper Wasps: The case of nest-drifting in Polistes canadensis

Le passage de la vie solitaire à la vie sociale représente une des principales transitions évolutives. La socialité a évolué au sein de plusieurs taxons du règne animal et notamment chez les insectes sociaux qui ont atteint son niveau le plus élevé : l'eusocialité. Les colonies d'insectes sociaux se composent d'une reine, qui monopolise la reproduction, et d'ouvrières, non-reproductrices ou parfois stériles, qui aident à élever la descendance de la reine. Selon la théorie de la sélection de parentèle, les ouvrières augmentent leur fitness (succès reproducteur) non pas à travers leur propre progéniture, mais en aidant des individus apparentés (leur reine) à produire davantage de descendants. Cette théorie prédit ainsi que les ouvrières ont un intérêt à rester fidèles à leur nid natal. Toutefois, chez la guêpe tropicale Polistes canadensis, de nombreuse ouvrières visitent d'autres nids que leur nid natal : un phénomène appelé « dérive des ouvrières ». Le but de ce doctorat est ainsi de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans ce comportement particulier des ouvrières ainsi que ces implications pour la théorie de la sélection de parentèle. Nous avons examiné le comportement de dérive des ouvrières à travers une étude des dynamiques sociales chez la guêpe tropicale P. canadensis. Mes résultats montrent que les populations de P. canadensis se composent en différentes agrégations de nids. Malgré de précédentes suggestions, on n'observe qu'une faible viscosité génétique au sein des populations de P. canadensis étudiées. On retrouve toutefois un degré d'apparentement entre nids d'une même agrégation. Ceci suggère que les ouvrières dériveuses sont susceptibles de bénéficier de fitness indirect en aidant les nids proches géographiquement. De plus, ces échanges d'ouvrières ne semblent pas accidentels puisque l'on constate des variations de taux de dérive et puisque les déplacements observés entre nids persistent sur plusieurs périodes de temps. La charge de travail, qui correspond aux différences d'effort de fourragement entre nid visités et natals, est décrite dans notre étude comme potentiel facteur expliquant le comportement de dérive des ouvrières chez P. canadensis. Nos expériences de retrait d'ouvrières et de couvain ont révélées que les dériveuses ne semblent pas répondre aux changements de besoins en aide des nids visités. Les ouvrières dériveuses biaisent leur effort en aidant leur propre nid, par lequel elles bénéficient le plus en termes de fitness indirect, avant de se consacrer à tout autre nid. Dans l'ensemble, ces résultats sur la dérive des ouvrières chez P. canadensis sont cohérents et suggèrent que ce comportement est une importante stratégie de reproduction alternative chez cette espèce qui contribue à la fitness indirecte de ces ouvrières non-reproductrices. De plus, ce doctorat apporte des informations sur la structure génétique des populations de guêpes Polistes et décrit le rôle des ouvrières inactives. Celles-ci semblent servir de réserve en ouvrières apportant du support à la colonie dans l'éventualité d'une perte d'individus. Plus généralement, ce travail met l'accent sur l'organisation complexe et l'adaptabilité des individus dans les sociétés d'insectes. - One major transition in evolution is the shift from solitary to social life. Sociality has evolved in a few taxa of the animal kingdom, most notably in the social insects which have achieved the highest level of sociality: eusociality. Colonies of social insects are formed by a reproductive queen, and many non-reproductive or sterile workers who help raise their mother queen's offspring. Kin selection theory explains worker behaviour in terms of the indirect fitness they gain from raising non-offspring kin. It therefore predicts that workers should stay faithful to their natal nests, to which they are the more related. However, in the tropical paper wasps Polistes canadensis, high levels of nest-drifting, whereby workers spend time on other neighbouring nests, has been reported. This PhD aimed at understanding the mechanisms involved in this peculiar behaviour as well as its implications for kin selection theory. I examined nest-drifting through the study of the social dynamics of the tropical paper wasp P. canadensis. My results showed that populations of this species of paper wasps are composed of different aggregations of nests. The studied populations showed little limited dispersal (viscosity), despite previous suggestion, but nests within these aggregations were more related to each other than nests outside of aggregations. This suggested that drifters may benefit from indirect fitness when helping on neighbouring nests. Drifting was unlikely to be accidental since we found drifting patterns at various rates and consistently over several time periods during monitoring. Workload (differences in colony-level foraging effort) was also a potential factor explaining nest-drifting in P. canadensis. Worker and brood removal experiments revealed that drifters do not respond to any changes in the need for help in the non-natal nests they visit. Drifters thus bias their help in their natal nests, from which they may benefit the most in terms of indirect fitness, before investing in others. Altogether, these results on nest-drifting in P. canadensis are consistent and suggest that nest-drifting is an important alternative reproductive strategy, contributing to the indirect fitness benefits gained by non-reproductive wasps. Additionally, this PhD provides information on the genetic structure of paper wasps' populations and demonstrates the role of inactive or lazy wasps as a "reserve worker force", which provides resilience to the colony in the event of worker mortality. More generally, this work further highlights the complex organization and adaptability of individuals in insect societies.

Probing the different chaperone activities of the bacterial HSP70-HSP40 system using a thermolabile luciferase substrate.

During mild heat-stress, a native thermolabile polypeptide may partially unfold and transiently expose water-avoiding hydrophobic segments that readily tend to associate into a stable misfolded species, rich in intra-molecular non-native beta-sheet structures. When the concentration of the heat-unfolded intermediates is elevated, the exposed hydrophobic segments tend to associate with other molecules into large stable insoluble complexes, also called "aggregates." In mammalian cells, stress- and mutation-induced protein misfolding and aggregation may cause degenerative diseases and aging. Young cells, however, effectively counteract toxic protein misfolding with a potent network of molecular chaperones that bind hydrophobic surfaces and actively unfold otherwise stable misfolded and aggregated polypeptides. Here, we followed the behavior of a purified, initially mostly native thermolabile luciferase mutant, in the presence or absence of the Escherichia coli DnaK-DnaJ-GrpE chaperones and/or of ATP, at 22 °C or under mild heat-stress. We concomitantly measured luciferase enzymatic activity, Thioflavin-T fluorescence, and light-scattering to assess the effects of temperature and chaperones on the formation, respectively, of native, unfolded, misfolded, and/or of aggregated species. During mild heat-denaturation, DnaK-DnaJ-GrpE+ATP best maintained, although transiently, high luciferase activity and best prevented heat-induced misfolding and aggregation. In contrast, the ATP-less DnaK and DnaJ did not maintain optimal luciferase activity and were less effective at preventing luciferase misfolding and aggregation. We present a model accounting for the experimental data, where native, unfolded, misfolded, and aggregated species spontaneously inter-convert, and in which DnaK-DnaJ-GrpE+ATP specifically convert stable misfolded species into unstable unfolded intermediates.

Disseny i muntatge d'un sistema de depuració ciclònica per reciclatge de paper

El projecte s’emmarca dins de l’àmbit de la indústria paperera, i dins el procés defabricació del paper es centra concretament amb l’etapa de la depuració ciclònica, una etapa en la qual es pretenen eliminar aquelles partícules sòlides que acompanyen la pasta de paper i que no són desitjables ja que afecten les característiques del paper i el funcionament de la resta d’equips del procés de fabricació. Es presenta una demanda de projecte per part del grup LEPAMAP (Laboratori d’Enginyeria Paperera i Materials Polímers) sobre el disseny d’una instal•lació de depuració ciclònica, mitjançant un hidrocicló, per realitzar activitats de recerca. Un hidrocicló és un equip que separa gràcies a la força centrífuga del flux d’entrada i pel seu disseny amb forma de con invertit. Així doncs, els objectius bàsics d’aquest projecte són dissenyar una instal•lació de depuració adequada per depurar una pasta de paper de possibles contaminants sòlids, la qual cosa implica el disseny d’una bomba centrífuga per impulsar el flux cap a l’interior de l’hidrocicló, dipòsits per emmagatzemar i preparar la suspensió, un agitador per mantenir en tot moment la homogeneïtat de la suspensió i uns dispositius de mesura i control per mesurar i controlar variables com el cabal, la pressió o el volum.El segon objectiu tracta de posar en marxa la instal•lació i comprovar si aquest equip,l’hidrocicló, separa correctament les partícules sòlides del flux de pasta.Paral•lelament s’ha estudiat quins són els equips de depuració més importants a laindústria paperera així com les etapes més importants que formen part del procés de fabricació del paper

L'ensenyament universitari del segle XXI : més enllà del paper

Durant les últimes dècades, en un context en què impera la influència de les TIC, el model de l'ensenyament universitari ha canviat radicalment. Paral·lelament, els rols de l'estudiant i del professor també s'han vist modificats: l'estudiant ha deixat de ser un lector passiu per convertir-se en un lector que participa activament en el procés d'aprenentatge, aportant material complementari i en diferents suports a la informació que li arriba. Neix, així, el concepte de lectura augmentada. La Universitat Oberta de Catalunya és un exemple de la tendència de futur de l'ensenyament universitari, en què l'estudiant pren les regnes de l'aprenentatge i les institucions educatives s'adapten a les noves necessitats de l'usuari afavorint la flexibilitat, la mobilitat i les eines tecnològiques imprescindibles per a aquest nou model d'ensenyament.

L'ensenyament universitari del segle XXI : més enllà del paper

La Universitat Oberta de Catalunya (UOC) és un exemple de la tendència de futur de l'ensenyament universitari, en què l'estudiant pren les regnes de l'aprenenetatge i les institucions educatives s'adapten a les noves necessitats de l'usuari afavorint la flexibilitat, la mobilitat i les eines tecnològiques imprescindibles per a aquest nou model d'enseyament.

PHYTOCHROME KINASE SUBSTRATE 1 is a phototropin 1 binding protein required for phototropism.

Phototropism, or plant growth in response to unidirectional light, is an adaptive response of crucial importance. Lateral differences in low fluence rates of blue light are detected by phototropin 1 (phot1) in Arabidopsis. Only NONPHOTOTROPIC HYPOCOTYL 3 (NPH3) and root phototropism 2, both belonging to the same family of proteins, have been previously identified as phototropin-interacting signal transducers involved in phototropism. PHYTOCHROME KINASE SUBSTRATE (PKS) 1 and PKS2 are two phytochrome signaling components belonging to a small gene family in Arabidopsis (PKS1-PKS4). The strong enhancement of PKS1 expression by blue light and its light induction in the elongation zone of the hypocotyl prompted us to study the function of this gene family during phototropism. Photobiological experiments show that the PKS proteins are critical for hypocotyl phototropism. Furthermore, PKS1 interacts with phot1 and NPH3 in vivo at the plasma membrane and in vitro, indicating that the PKS proteins may function directly with phot1 and NPH3 to mediate phototropism. The phytochromes are known to influence phototropism but the mechanism involved is still unclear. We show that PKS1 induction by a pulse of blue light is phytochrome A-dependent, suggesting that the PKS proteins may provide a molecular link between these two photoreceptor families.

Substrate metabolism, nutrient balance and obesity development in children and adolescents: a target for intervention?

Obesity results from the organism's inability to maintain energy balance over a long term. Childhood obesity and its related factors and pathological consequences tend to persist into adulthood. A cluster of factors, including high energy density in the diet (high fat intake), low energy expenditure, and disturbed substrate oxidation, favour the increase in fat mass. Oxidation of three major macronutrients and their roles in the regulation of energy balance, particularly in children and adolescents, are discussed. Total glucose oxidation is not different between obese and lean children; exogenous glucose utilization is higher whereas endogenous glucose utilization is lower in obese compared with lean children. Carbohydrate composition of the diet determines carbohydrate oxidation regardless of fat content of the diet. Both exogenous and endogenous fat oxidation are higher in obese than in lean subjects. The influence of high fat intake on accumulation of fat mass is operative rather over a long term. Several future directions are addressed, such that a combination of increased physical activity and modification in diet composition, in terms of energy density and glycemic index, is recommended for children and adolescents.

Biodiversitat de coleòpters i el seu paper com a plagues i com a agents de control biològic en un conreu de cítrics ecològics

El present treball estudiarà la comunitat d’espècies Coleoptera d’un camp de cítrics situat a la Selva de Camp, Tarragona, durant el període de temps dels anys 2002 fins al 2011. Els Coleoptera és l’ordre animal conegut comunament com els “escarabats” i és el més abundant i variat de tot el regne animal. Els estudis realitzats són pocs i, normalment, de les espècies més abundants (sobretot la família Coccinellidae). Totes les espècies d’aquest ordre presenten unes característiques típiques (García et al., 1989). (1) Presenten una cutícula dura, rígida i quitinitzada, amb el primer parell d’ales endurides (èlitres). Gran protecció als traumes físics. (2) Tenen una gran capacitat per retenir la humitat degut a que els estigmes s’obren els èlitres i eviten la pèrdua d’aigua per transpiració. (3) Presenten mandíbules mastegadores, adaptables i utilitzables per a una gran varietat de funcions (Chinery, 1988). (4) Algunes espècies poden acumular substàncies tòxiques a l’organisme. Presenten un règim alimentari fitòfag o micòfag, per norma general, tot i que també es poden trobar espècies sapròfagues o depredadores. És per aquest motiu que les espècies de Coleoptera podrien presentar un paper important com a potencial plagues o com a possible control biològic (Zahradnik, 1990). Durant moltes dècades, els plaguicides han constituït una lluita química contra les plagues dels cultius agrícoles, obtenint molt bons resultats en quant a manteniment i qualitat de les collites. No obstant, la seva utilització deliberada ha constituït en molts casos una important font de contaminació del territori. La seva gran mobilitat i persistència ha originat efectes de bioacumulació i biomagnificació a les xarxes tròfiques dels essers vius presents en aquestes zones. Actualment, per evitar tots aquests problemes ocasionats pels productes sintètics, el control biològic de plagues constitueix un dels principals pilars de la protecció moderna de cultius (Jacas et al., 2005). Se sap que les formigues tenen un doble rol molt important a les comunitats vegetals (poden ser mutualistes o depredadors generalistes), fent que la presència o absència d’aquestes pugui tenir efectes potencials sobre l’abundància d’altres artròpodes (James et al., 1999). És per aquest motiu que al present treball es realitzen experiments amb dos tipus d’arbres, els que presenten formigues i els que les formigues s’han exclòs experimentalment. Així doncs, els objectius del present treball són: - Descriure quantitativament la Comunitat de Coleoptera no Coccinellidae. - Descriure els canvis que s’han produït en la comunitat de Coleoptera al llarg de 10 anys. - Valorar la importància de les diferents espècies i/o famílies com a components de la biodiversitat d’un conreu ecològic. - Descriure els efectes sobre la comunitat de Coleoptera no Coccinellidae de la presència o absència de formgiues. - Valorar la importància de les diferents espècies i/o famílies com a possibles plagues o com a agents de control biològic.

The E3 ubiquitin ligase Itch regulates sorting nexin 9 through an unconventional substrate recognition domain.

The level of intracellular proteins is mainly regulated through modifications by ubiquitin ligases that target them for degradation. Members of the NEDD4 family of E3 ubiquitin ligases, such as Itch (atrophin-1 interacting protein 4), possess up to four WW domains for specific association with PY motif-containing substrates. We have identified sorting nexin 9 (SNX9), a protein involved in endocytic processes, as a new substrate of Itch. Itch ubiquitylates SNX9 and regulates intracellular SNX9 levels. Using truncated proteins, we found that the interaction with SNX9 is mediated by the proline-rich domain (PRD) of Itch, a domain distinct from the conventional WW recognition domain, and the SH3 domain of SNX9. Interaction with the PRD of Itch is essential for SNX9 ubiquitylation and degradation. Furthermore, this effect is specific for Itch, as NEDD4, a related PRD-containing E3 ligase, does not bind SNX9. SNX18, a second member of the SNX family containing an SH3 domain, was also found to bind to Itch. Our results indicate that the pool of substrates of NEDD4 family E3 ubiquitin ligases extends beyond proteins containing PY motifs.